Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Bitner_V_A_-_Kratky_kurs_shkolnoy_matematiki

.pdf
Скачиваний:
83
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
6.54 Mб
Скачать

Краткий курс школьной математики

301

 

 

8. Формулы площади круга и кругового сектора.

1)

S

кр.

= π R

2 , где R - длина радиуса круга.

2)

S

 

 

=

π R2 n0

=

R2α

, где n0 - угловая величина ду-

кр.сект.

 

0

 

 

 

 

360

2

 

 

 

 

 

 

 

 

ги сектора, α - его радианная мера, π 3,14 .

(5) Окружность.

1. Определение окружности. Радиус, хорда , диаметр, секущая.

o1 Множество точек, каждая из которых находится на одинаковом расстоянии от одной, называется окружностью. Эта точка называется центром окружности.

Обозначается (O; R) , где O – центр, R – ради-

ус. Короче: окружность – это гмт (геометрическое место точек), равноудаленных от одной.

OC - радиус, AB - диаметр, DE - хорда, MN - секущая – см. рис.1.

рис.1

2. Касательная к окружности. Свойства касательной.

o 2 Прямая, имеющая с окружностью одну общую точку, называется касательной к окружности.

t 1 Касательная к окружности перпендикулярна к радиусу, проведенному в точку касания.

То есть OK AK , где K - точка касания.

рис.2

302

В.А.Битнер

 

 

t 2 e прямая проходит через конец радиуса, лежащий на ок- (обратная) ружности, и перпендикулярна к этому радиусу, то она яв-

ляется касательной.

t 3 e из одной точки проведены к окружности две касательные, то отрезки этих касательных равны, и биссектриса угла, образованного этими касательными, проходит через центр окружности.

См. рис.2. Здесь AK = AL, AO - биссектриса KAL .

3.Центральные и вписанные углы. Теорема о вписанном угле. Следствия.

o3 Угол с вершиной в центре окружности называется ее центральным углом.

AOB - центральный, он измеряется дугой,

на ко-

торую он опирается. И обратно:

AB

измеряется

величиной центрального угла

AOB .

То

есть

AOB = AB .

 

 

 

рис.3

o4 Угол, вершина которого лежит на окружности, а стороны пересекают окружность, называется вписанным углом.

t 4 Вписанный угол измеряется половиной дуги, на которую он опирается.

На рис.3 DCE - вписанный, DCE = 1 DE . 2

s1 Вписанные углы, опирающиеся на одну и ту же дугу, равны.

На рис.3 DFE = DCE .

s2 Вписанный угол, опирающийся на диаметр - прямой. См. рис.4.

Краткий курс школьной математики

303

 

 

n имеем (O; AO) , AB - диаметр, тогда

ACB = 900 .

рис.4

4. Метрические соотношения в окружности.

1) AB, CD - хорды

2) AB - касательная,

3) AB1C1 и AB2C2 -

AB CD = M ,

ACD - секущая,

секущие, тогда

тогда

тогда

AB1 AC1 = AB2 AC2

AB2 = AC AD .

AM MB = CM MD

 

см. рис.5

см. рис.6

см. рис.7

рис.5

рис.6

рис.7

5. Вписанный и описанный треугольники.

t 5 В любой треугольник можно вписать окружность и притом только одну.

Треугольник в этом случае называется описанным. Центр этой окружности лежит в точке пересечения биссектрис треугольни-

ка. – см. I – (1) – 20.

t6 Около любого треугольника можно описать окружность и притом только одну.

Треугольник в этом случае называется вписанным. Центр этой окружности лежит в точке пересечения серединных перпендикуляров к сторонам треугольника. – см. I – (1) – 20.

304

В.А.Битнер

 

 

6. Вписанный и описанный четырехугольники.

t 7 e суммы противоположных сторон выпуклого четырехугольника равны, то в него можно вписать окружность. См. рис.8.

Четырехугольник в этом случае называется описанным.

t 8

В любом описанном четырехугольнике суммы противополож-

(обратная)

ных сторон равны. См. рис.8.

 

 

 

 

То

есть

ABCD

-

вписанный,

e AB + CD = BC + AD и обратно.

Так, например, в любой ромб можно вписать окружность, в прямоугольник – нельзя, в трапецию – не всегда.

рис.8

t 9 e сумма противоположных углов четырехугольника равна 1800 , то около него можно описать окружность.

Четырехугольный в этом случае называется вписанным. См. рис.9.

рис.9

t 10 В любом вписанном четырехугольнике сумма противоположных углов равна 1800 .

То есть ABCD - вписанный, e A + C = B + D = 1800 .

7.Формулы радиусов окружностей, вписанной и описанной около треугольника.

Краткий курс школьной математики

305

 

 

 

 

 

n a, b, c

- стороны треугольника, S - его площадь, r - радиус впи-

санной, R - радиус описанной окружностей, тогда

1) r =

 

2S

;

2)

R =

abc

.

a + b + c

 

 

 

 

 

4S

Для прямоугольного треугольника r = a + b c ; R = c , где c – гипо- 2 2

тенуза.

8.Правильный многоугольник, описанная около него и вписанная в него окружность.

o 5 Правильным многоугольником называется выпуклый многоугольник, у которого все углы равны и все стороны равны.

Выведем формулу для вычисления угла α правильного n

n

угольника. Сумма всех углов такого n – угольника равна (n − 2) 1800 , причем все его углы равны, поэтому

α = n − 2 1800 .

n

n

t 1 Около любого правильного многоугольника можно описать окружность, и притом только одну.

Многоугольник в этом случае называется вписанным (все его вершины лежат на окружности).

t 2 В любой правильный многоугольник можно вписать окружность, и притом только одну.

Многоугольник в этом случае называется описанным (все стороны многоугольника касаются этой окружности).

s1 Окружность, вписанная в правильный многоугольник, касается сторон многоугольника в их серединах.

s2 Центр окружности, описанной около правильного многоугольника, совпадает с центром окружности, вписанной в тот же многоугольник.

306

В.А.Битнер

 

 

Эта точка называется центром правильного многоугольника.

9.Формулы для вычисления площади правильного многоугольника, его стороны и радиусов вписанной и описанной окружностей.

n a - сторона правильного n – угольника, P – его периметр, S

n

площадь, а r и R – радиусы соответственно вписанной и описанной окружностей. Тогда:

1) S =

1

P r ;

2) a = 2R sin

1800

;

3)

 

 

 

 

2

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

r = R cos 1800 . n

Полагая в формуле 2) n = 2, 3 и 6 , получим выражения для сторон правильного треугольника, квадрата и правильного шестиугольни-

 

 

 

1800

= 2R sin 600 = 2R

 

3

 

 

 

 

 

 

ка: a = 2R sin

= R 3 ;

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2R sin 450

 

 

 

 

2

 

 

 

a

4

= 2R sin

= 2R

 

 

= R 2 ;

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = 2R sin

1800

 

= 2R sin 300

= 2R

1

 

= R .

 

 

 

6

6

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.Длина окружности и длина дуги окружности.

1)C = 2π R - формула длины окружности радиуса R;

πRn0

2)l = 0 = - формулы длины дуги окружности с градусной

180

мерой n0 (радианной мерой α ).

11.Уравнение окружности.

Уравнение окружности радиуса R с центром C (a; b) в заданной прямоугольной системе координат x0 y , M ( x; y ) - произвольная точка, лежащая на окружности: ( x a )2 + ( y b )2 = R2 .

Краткий курс школьной математики

 

 

307

В частности, уравнение окружности

радиуса R с центром в начале коор-

динат

0 (0; 0)

имеет

вид:

x2 + y2 = R2 .

 

 

(6) Векторы.

 

 

 

1. Понятие вектора. Коллинеарные и равные векторы.

Многие физические величины (сила, перемещение, скорость и др.) характеризуются не только своим числовым значением, но и направлением в пространстве. Такие физические величины, в отличии от скалярных (масса, время, работа и др.), называют

векторными величинами или векторами.

o 1 Отрезок, для которого указано, какой из его концов считается

11началом, а какой – концом, называется направленным отрезком или вектором.

Векторы изображаются и обозначаются: AB или a .

AA = 0 - нулевой вектор или нуль – вектор.

рис.1

308

 

 

 

 

 

 

В.А.Битнер

 

 

 

 

 

 

 

 

o 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длиной или модулем ненулевого вектора AB называется длина

11

отрезка AB .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначается

 

или

 

 

 

= 0 .

 

AB

a

,

0

 

 

 

 

 

 

 

 

o 3 Ненулевые векторы называются коллинеарными, если они ле-

11жат на одной прямой или на параллельных прямых; нулевой вектор считается коллинеарным любому вектору.

 

 

 

 

 

 

 

Коллинеарные могут

быть

сонаправлен-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ными,

обозначают a ↑↑ b ,

и противопо-

 

 

 

 

 

 

 

рис.2

 

 

 

 

ложно

направленными,

обозначают

a ↑↓ c . См. рис.2.

o 4 Векторы называются равными, если они сонаправлены и их 11 длины равны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То есть a = b, e a ↑↑ b и

 

a

 

=

 

b

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Сложение и вычитание векторов. Свойства.

1)n a и b - два вектора. Отметим произ-

вольную точку

A и отложим от этой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точки AB = a .

Затем

от

точки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B отложим BC = b , то есть

AC = a + b .

 

 

 

 

См. рис.3. Это правило сложения век-

 

 

 

 

торов называется правилом треуголь-

 

рис.3

ника.

 

 

 

 

 

 

 

Правило параллелограмма – см. рис.4.

рис.4

Краткий курс школьной математики

309

 

 

Правило многоугольника – см. рис.5.

 

 

 

 

рис.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Правило

можно

 

сформировать

 

следующим

образом:

 

e A , A ,..., A

-

 

 

произвольные

 

точки

плоскости,

 

 

то

 

 

1

2

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A A + A A + ... + A

A = A A .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

2

3

 

n −1

 

n

1

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Законы сложения векторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для любых векторов a, b и c справедливы равенства:

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + 0 = a - закон поглощения нулевого вектора;

 

 

 

 

 

 

 

 

20.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b = b + a - коммутативный закон сложения;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30.

(a + b) + c = a + (b + c) - ассоциативный закон сложения.

 

 

 

 

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разностью веторов

 

a

 

и

b называется такой

 

вектор

c ,

что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c + b = a .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пишут: c = a b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вектор a

назывется противоположным вектору a , e векторы

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a и a1

имеют равные длины и противоположно направленны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То

есть

a1 = −a, e

a

=

a1

 

и a ↑↑ a1

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ea = AB , то a = −a = BA .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно, a + (a) = 0 .

 

p - см. рис.6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис.6

 

 

 

 

Правило вычитания:

AB AC = CB .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

310

В.А.Битнер

 

 

3.Умножение вектора на число. Свойства. Признаки коллинеарности двух веторов.

o 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Произведение ненулевого вектора

a на число

k называется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

такой вевтор

b ,

что

 

b

 

=

 

k a

 

,

причем a ↑↑ b, e k > 0 , и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a ↑↓ b, e k < 0 . k 0 = 0 . См. рис.7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из определения следует, что a и k a коллинеарны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Законы умножения вектора на число.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для любых чисел k

и l

и любых векторов a и b справедливы

 

 

 

равенства:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

 

(kl ) a = k (l a) - ассоциативный закон;

 

 

 

 

 

 

 

 

20.

(k + l ) a = k a + l a - первый дистрибутивный закон;

 

 

 

 

 

 

 

30.

k (a + b) = k a + k b - второй дистрибутивный закон.

 

Признак коллинеарности двух векторов.

t

 

 

 

 

 

 

 

 

Ненулевой вектор a

и вектор b коллинеарны тогда и только

 

 

 

 

 

 

 

 

тогда, когда b = xa , где x - некоторое число.

4.Угол между векторами. Скалярное произведение двух векторов и его свойства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n a и b - два данных вектора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отложим от произвольной точки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O векторы OA = a

и OB = b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e a и b не являются сонаправ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис.8

ленными, то лучи OA и OB обра-

 

 

 

зуют

AOB . Градусную меру

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]